[發明專利]一種稀土三元配合物熱穩定劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202110258470.8
• 申請日: 2021-03-10
• 公開（公告）號: CN113105485B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 江煥峰;周楊;任顏衛;陳俊;鄭德;黃玉松
• 申請（專利權）人: 華南理工大學;廣東煒林納新材料科技股份有限公司
• 主分類號: C07F5/00
• 分類號: C07F5/00;C08K5/3432;C08K5/098;C08L27/06
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 齊鍵

本發明公開了一種稀土三元配合物熱穩定劑及其制備方法和應用。本發明的稀土三元配合物熱穩定劑由鑭鹽與吡啶羧酸和脂肪酸進行配位反應得到，其制備方法包括以下步驟：將鑭鹽、吡啶羧酸、脂肪酸和堿性催化劑分散在溶劑中，進行配位反應，即得稀土三元配合物熱穩定劑。本發明的稀土三元配合物熱穩定劑的抗老化著色性、長期熱穩定性、動態加工性能和耐候性均十分優異，且制備工藝簡單，生產成本低，適合進行工業化大規模生產。

技術領域

本發明涉及有機合成與功能材料技術領域，具體涉及一種稀土三元配合物熱穩定劑及其制備方法和應用。

背景技術

聚氯乙烯(PVC)具有質地較輕、不易燃燒、力學性能優異、制造加工工藝成熟且簡單等優點，廣泛應用于工業、農業、機械、電子、建筑、藥品和食品包裝、日用包裝、紡織、航天等領域。PVC在聚合過程中容易因為副反應而使分子鏈出現一些特殊的結構(例如：支鏈結構、富氯基團、不飽和端基、烯丙基氯、羰基烯丙基等)，造成PVC脫出氯化氫形成共軛多烯，進而導致PVC的顏色加深，分子鏈交聯而降解。因此，需要加入熱穩定劑來穩定PVC材料。

傳統的熱穩定劑主要包括以下幾種：

1)鉛鹽類熱穩定劑：穩定性優良，耐候性好，價格便宜，特別適用于高溫加工，廣泛用于各種不透明制品，其是通過吸收PVC降解時釋放的HCl，抑制HCl引起的自催化反應，從而穩定PVC，但鉛鹽具有高毒性，易造成環境污染和操作人員中毒，且分散性差，在很多領域都被限制使用；

2)有機錫類熱穩定劑：主要為甲基錫、丁基錫、辛基錫等金屬有機物，具有良好的熱穩定性和耐候性，且本身無毒，其既能置換PVC中的不穩定氯，又能捕捉PVC降解的氯化氫使其與雙鍵加成，可以全面抑制PVC降解，但有機錫穩定劑在加工過程中會生成對人類中樞神經有較大毒性的錫烷基氯化物，操作人員存在有機錫中毒的風險，且有機錫類熱穩定劑的價格也比較昂貴；

3)金屬皂類熱穩定劑：通常為C₈～C₁₆的高級脂肪酸金屬鹽，主要包括鈣、鋅、鋇和鎘的硬脂酸、環烷烴酸及月桂酸等脂肪酸鹽，其可以吸收PVC裂解產生的HCl并與之反應，置換掉PVC分子鏈上的不穩定氯原子，阻止共軛多烯鏈的形成和增長，但鋅皂類熱穩定劑容易出現“鋅燒”現象，導致PVC制品在短時間內迅速黑化，鎘皂類熱穩定劑的毒性較高，會一定程度上引起疼痛病，且易造成硫化污染，鋇皂類熱穩定劑對人體的中樞神經具有刺激性，對生態環境具有危害；

4)輔助類熱穩定劑：主要包括環氧化合物、亞磷酸酯、有機酮類、多元醇類等，通常具有兩種作用機理，一種是直接與不穩定的氯原子結合，另一種是與主穩定劑協同發揮作用，例如：硬脂酸鋅和季戊四醇搭配使用，不僅可以提高長期熱穩定性，而且協同作用可以避免“鋅燒”現象，有機輔助類穩定劑可以改善PVC的加工性能，提高透明度，但單獨使用時無熱穩定劑效果或者熱穩定效果很差，不能作為主穩定劑使用；

5)稀土類熱穩定劑：稀土元素具有較多的軌道可以作為中心離子接受配位體的孤對電子，即可以與PVC中不穩定的氯原子配位，從而達到穩定的效果，稀土元素是IIIB族鈧、釔和鑭系元素的總稱，其獨特的結構使其具有良好的熱穩定效果，但單一配體稀土穩定劑在使用時存在易初期著色、早期熱穩定性較差等問題。

綜上可知，現有的熱穩定劑均存在明顯的缺陷，有必要開發性能更加優異的熱穩定劑。

發明內容

本發明的目的在于提供一種稀土三元配合物熱穩定劑及其制備方法和應用。

本發明所采取的技術方案是：

一種稀土三元配合物熱穩定劑，其由鑭鹽與吡啶羧酸和脂肪酸進行配位反應得到。

優選的，所述吡啶羧酸、脂肪酸、鑭鹽的摩爾比為1～3:1～2:1。

優選的，所述鑭鹽為硝酸鑭、氯化鑭、硫酸鑭中的至少一種。

進一步優選的，所述鑭鹽為硝酸鑭。